完整版高一化学必修二第五章 化工生产中的重要非金属元素讲义及答案.docx
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完整版高一化学必修二第五章化工生产中的重要非金属元素讲义及答案
完整版高一化学必修二第五章化工生产中的重要非金属元素(讲义及答案)
一、选择题
1.现有Fe、Al、Si三种单质的混合物,取一半投入足量的NaOH溶液中,将剩余的一半投入足量的稀硫酸中,若经测量两次实验产生的气体质量相等,则原混合物中Fe、Al、Si三种单质的物质的量之比可能为( )
A.6:
4:
3B.1:
1:
1C.2:
3:
4D.3:
7:
6
【答案】A
【详解】
取一半固体投入足量的NaOH溶液中,Al、Si与氢氧化钠反应放出氢气;将剩余的一半投入足量的稀硫酸中,Fe、Al与稀硫酸反应放出氢气,测量两次实验产生的气体质量相等,说明Fe与硫酸反应放出的氢气和Si与氢氧化钠反应放出氢气一样多,根据
、
,Fe、Si的物质的量比一定为2:
1,故A正确。
2.下列离子方程式书写正确的是
A.向明矾溶液中逐滴加入足量Ba(OH)2溶液时,反应为:
Al3++2SO
+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO
+2H2O
B.硫化亚铁与浓硫酸混合:
2H++FeS=H2S↑+Fe2+
C.向次氯酸钙溶液中通入SO2:
Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
D.磁性氧化铁溶于稀硝酸:
3Fe2++4H++NO
=3Fe3++NO↑+3H2O
【答案】A
【详解】
A.Ba(OH)2足量,故明矾KAl(SO4)2·12H2O完全反应,其中Al3+与OH-反应生成
,即①
,
与Ba2+反应,②
,由于Al3+、
都来源于明矾,故应满足原比例1:
2,则总反应为①+②×2,即
,A正确;
B.浓硫酸具有强氧化性,可以将FeS中亚铁氧化为Fe3+,-2价硫氧化为S单质,自身被还原为SO2,B错误;
C.次氯酸根有强氧化性,能将SO2氧化为
,自身被还原为Cl-,C错误;
D.磁性氧化铁为Fe3O4,书写离子方程式时,Fe3O4不能拆,D错误;
故答案选A。
3.下列反应在指定条件下能实现的是
A.HClO
HClB.Fe
Fe2O3C.S
SO3D.S
Fe2S3
【答案】A
【详解】
A.HClO在光照条件下能发生分解,生成HCl和O2,A正确;
B.Fe与水蒸气在高温条件下反应,生成Fe3O4和H2,B不正确;
C.S在O2中点燃,只能生成SO2,不能生成SO3,C不正确;
D.S与Fe在加热条件下反应,只能生成FeS,D不正确;
故选A。
4.一定量的锌与100mL18.5mol·L-1的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体A33.6L(标况)。
将反应液稀释至1L,测得溶液的c(H+)=0.1mo1·L-1,则叙述中错误的是()
A.气体A为SO2和H2的混合物B.气体A中SO2与H2的体积之比为4︰1
C.反应中共消耗97.5gZnD.反应中共转移3mol电子
【答案】B
【分析】
生成气体的物质的量为
=1.5mol,溶液剩余硫酸的物质的量为0.1×
=0.05mol,参加反应是硫酸的物质的量为0.1×18.5-0.05=1.8mol,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,设生成xmol二氧化硫,ymol氢气,则有x+y=1.52x+y=1.8,解x=0.3,y=1.2;根据电子得失守恒可知:
2n(Zn)=2n(SO2)+2n(H2)=2×0.3+2×1.2,所以n(Zn)=1.5mol,据以上分析解答。
【详解】
生成气体的物质的量为
=1.5mol,溶液剩余硫酸的物质的量为0.1×
=0.05mol,参加反应是硫酸的物质的量为0.1×18.5-0.05=1.8mol,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,设生成xmol二氧化硫,ymol氢气,则有x+y=1.52x+y=1.8,解x=0.3,y=1.2;根据电子得失守恒可知:
2n(Zn)=2n(SO2)+2n(H2)=2×0.3+2×1.2,所以n(Zn)=1.5mol,
A、由以上分析可知气体为二氧化硫和氢气的混合气体,正确,不选A;
B、气体为二氧化硫和氢气,体积比为0.3:
1.2=1:
4,错误,选B;
C、由以上分析可知,反应中共消耗金属锌的质量为1.5×65=97.5g,正确,不选C;
D、由以上分析可知,根据金属锌计算转移电子数为1.5×2=3mol,正确,不选D;
故答案选B。
5.下列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是()
a
b
c
A
Al
AlCl3
Al(OH)3
B
NO
NO2
HNO3
C
Si
SiO2
H2SiO3
D
S
SO2
H2SO4
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【详解】
试题分析:
A项:
用Al(OH)3无法一步生成Al,故错。
B项:
可以。
如2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,故正确。
C项:
SiO2无法一步生成H2SiO3,H2SiO3无法一步生成Si,故错。
D项:
H2SO4无法一步生成FeS2,故错。
故选B。
考点:
无机推断
点评:
本题考查的是无机推断的知识,要求学生对课本中的化学反应要熟悉掌握,识记化学方程式的书写。
6.某课外实验小组设计的下列实验不合理的是()
A.制备并观察氢氧化亚铁
B.证明过氧化钠与水反应放热
C.制备并收集少量NO2气体
D.实验室制备少量氨气
【答案】C
【解析】
【详解】
A、甲可用于制备并观察氢氧化亚铁沉淀,符合,错误;
B、脱脂棉燃烧,说明反应放热,合理,错误;
C、二氧化氮与水反应,不能有排水法收集,不合理,正确;
D、丁可用于实验室制备少量氨气,正确;
答案选C。
7.将一定质量的镁、铜组成的混合物加入到稀硝酸中,金属完全溶解(假设反应中还原产全部是NO)。
向反应后的溶液中加入3mol/LNaOH溶液至沉淀完全,测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g,则下列叙述中正确的是
A.当生成沉淀达到最大值时,消耗NaOH溶液的体积一定为100mL
B.当金属全部溶解时,参加反应的硝酸的物质的量一定是0.4mol
C.当金属全部溶解时收集到NO气体的体积为2.24L
D.参加反应的金属的总质量一定是6.6g
【答案】B
【解析】
【分析】
将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀硝酸中,金属完全溶解,发生反应为3Mg+8HNO3(稀)=3Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O、3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;向反应后的溶液中加入3mol/LNaOH溶液至沉淀完全,发生反应为Mg(NO3)2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaNO3、Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3,沉淀为氢氧化镁和氢氧化铜,生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g,则氢氧化镁和氢氧化铜含有氢氧根的质量为5.1g,氢氧根的物质的量为5.1g÷17g/mol=0.3mol。
金属在反应中均失去2个电子,根据电子转移守恒可知镁和铜的总的物质的量=0.3mol÷2=0.15mol;
【详解】
A、若硝酸无剩余,则参加反应氢氧化钠的物质的量等于0.3mol,需要氢氧化钠溶液体积=0.3mol÷3mol/L=0.1L=100mL,硝酸若有剩余,消耗的氢氧化钠溶液体积大于100mL,A错误;
B、根据方程式可知参加反应的硝酸的物质的量是0.15mol×8/3=0.4mol,B正确;
C、镁和铜的总的物质的量为0.15mol,根据电子转移守恒可知生成的NO物质的量为0.3mol÷3=0.1mol。
若为标准状况下,生成NO的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L,但NO不一定处于标准状况,收集到NO气体的体积不一定为2.24L,C错误;
D、镁和铜的总的物质的量为0.15mol,假定全为镁,质量为0.15mol×24g/mol=3.6g,若全为铜,质量为0.15mol×64g/mol=9.6g,所以参加反应的金属的总质量为3.6g<m<9.6g,D错误;
答案选B。
8.在15g铁和氧化铁的混合物中,加入稀硫酸150mL,能放出H21.68L(标准状况)。
同时铁和氧化铁均无剩余。
向溶液中滴入KSCN溶液,未见颜色变化,为了中和过量的硫酸,而且使Fe2+完全转化成Fe(OH)2,共消耗3mol/L的NaOH溶液200mL,原硫酸溶液的物质的量浓度是()
A.1.5mol/LB.2.5mol/LC.2mol/LD.3mol/L
【答案】C
【详解】
试题分析:
将铁和氧化铁的混合物加入稀硫酸中,产生气体,向溶液中滴入硫氰化钾溶液,未见颜色变化,说明生成的是硫酸亚铁,向该溶液中加入NaOH中和过量的硫酸,而且使铁完全转化成氢氧化亚铁,产生溶液中溶质为Na2SO4,根据硫酸根守恒可知n(H2SO4)=n(Na2SO4),根据钠离子守恒n(NaOH)=2n(Na2SO4),故n(H2SO4)=1/2n(NaOH)=1/2×3mol/L×0.2L=0.3mol,故c(H2SO4)=n(H2SO4)÷V=0.3mol÷0.15L=2mol/L,选项C正确。
考点:
考查混合物反应的计算的知识。
9.有50mL某气体,可能含有CO2、O2、NH3中的一种或几种,将其通过浓H2SO4没有发现体积变化。
通过足量Na2O2后,体积变为30mL,则该气体可能为()
A.CO2为20mL,NH3为30mLB.NH3为40mL,O2为10mL
C.CO2为30mL,O2为20mLD.CO2为40mL,O2为10mL
【答案】D
【解析】
试题分析:
有50mL某气体,可能含有CO2、O2、NH3中的一种或几种,将其通过浓H2SO4没有发现体积变化,说明不含有NH3;通过足量Na2O2后,体积变为30mL,说明含有CO2气体,根据反应方程式:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,根据方程式可知,每有2体积的CO2发生反应,气体的体积会减少1体积,则反应减少的气体的体积是50mL-30mL=20mL,则含有CO2的体积是40mL,反应产生的O2体积是20mL,还有10mL的O2,故选项D正确。
考点:
考查混合气体的组成与性质的知识。
10.某混合物X由Na2O、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成.某校兴趣小组以两条途径分别对X进行如下实验探究.
下列有关说法不正确的是()
A.由Ⅱ可知X中一定存在SiO2
B.无法判断混合物中是否含有Na2O
C.1.92g固体成分为Cu
D.15.6g混合物X中m(Fe2O3):
m(Cu)=1:
1
【答案】B
【解析】
途径a:
15.6gX和过量盐酸反应生成蓝色溶液,所以是铜离子的颜色,但是金属Cu和盐酸不反应,所以一定含有氧化铁,和盐酸反应生成的三价铁离子可以和金属铜反应,二氧化硅可以和氢氧化钠反应,4.92g固体和氢氧化钠反应后,固体质量减少了3.0g,所以该固体为二氧化硅,质量为3.0g,涉及的反应有:
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,又Cu与NaOH不反应,1.92g固体只含Cu;结合途径b可知15.6gX和足量水反应,固体质量变为6.4g,固体质量减少15.6g﹣6.4g=9.2g,固体中一定还有氧化钠,其质量为9.2g,
A.由以上分析可知X中一定存在SiO2,故A正确;
B.15.6gX和足量水反应,固体质量变为6.4g,只有氧化钠与水反应,混合物中一定含有Na2O,故B错误;
C.Cu与NaOH不反应,1.92g固体只含Cu,故C正确;
D.设氧化铁的物质的量是x,金属铜的物质的量是y,由Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+得出:
Fe2O3~2Fe3+~Cu,则160x+64y=6.4,64y﹣64x=1.92,解得x=0.02mol,y=0.05mol,所以氧化铁的质量为0.02mol×160g/mol=3.2g,金属铜的质量为0.05mol×64g/mol=3.2g,则原混合物中m(Fe2O3):
m(Cu)=1:
1,故D正确;
【点评】本题考查了物质的成分推断及有关化学反应的简单计算,侧重于学生的分析和计算能力的考查,为高考常见题型,注意掌握检验未知物的采用方法,能够根据反应现象判断存在的物质,注意合理分析题中数据,根据题中数据及反应方程式计算出铜和氧化铁的质量,难度中等.
11.在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,加入稀硝酸后,沉淀部分溶解,有无色无味的气体生成,将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,由此判断水溶液中含有
A.Cl-,SO
B.Cl-,NO
C.Cl-,CO
D.Cl-,OH-
【答案】C
【解析】
加入硝酸后沉淀部分溶解,且产生无色无味能使澄清的石灰水变浑浊的气体,则该溶液中含有Cl-和CO32-,C项正确。
12.能正确表示下列反应的离子方程式是()
A.在硫酸亚铁溶液中通入氯气:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
B.NH4HCO3溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液:
2HCO
+Ba2++2OH-=BaCO3↓+2H2O+CO
C.氢氧化亚铁溶于稀硝酸中:
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
D.澄清石灰水与过量小苏打溶液混合:
Ca2++OH-+HCO
=CaCO3↓+H2O
【答案】A
【详解】
A.氯气会将亚铁离子氧化成铁离子,根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故A正确;
B.过量的氢氧化钡也会把铵根反应掉,正确的离子方程式为NH
+HCO
+Ba2++2OH-=BaCO3↓+NH3·H2O+H2O,故B错误;
C.硝酸具有强氧化性会把亚铁离子给氧化成铁离子,正确离子方程式为3Fe(OH)2+NO
+10H+=3Fe3++8H2O+NO↑,故C错误;
D.小苏打过量时氢氧根完全反应,所以正确离子方程式为Ca2++2OH-+2HCO
=CaCO3↓+H2O+CO
,故D错误;
综上所述答案为A。
13.二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构与双氧水分子相似。
常温下,S2Cl2是一种橙黄色液体,遇水可发生反应,并产生能使品红褪色的气体。
下列说法中不正确的是
A.S2Br2与S2Cl2结构相似,沸点S2Br2>S2Cl2
B.S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl
C.S2Cl2中S显—1价
D.2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl
【答案】C
【详解】
A.组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高;S2Br2与S2Cl2结构相似,S2Br2相以分子质量较大,所以沸点S2Br2>S2Cl2,A正确;
B.由题中信息分子结构与双氧水分子相似,双氧水的结构式为H-O-O-H,所以S2Cl2的结构式为Cl-S-S-Cl,B正确;
C.氯和硫都是第3周期元素,氯的非金属性较强,所以S2Cl2中Cl显-1价,S显+1价,C错误;
D.由题中信息S2Cl2遇水可发生反应,并产生能使品红褪色的气体,可知反应后生成二氧化硫,所以S2Cl2与水发生反应的化学方程式为2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl,D正确;故选C。
14.CuSO4•5H2O在不同温度下分解情况不同,取5.00g该晶体在密闭容器中进行实验,测得分解后剩余固体质量与温度关系如图,下列说法不正确的是()
A.113℃分解得到的固体产物为CuSO4•H2O
B.温度低于650℃时的分解反应,均不属于氧化还原反应
C.650℃时的气态产物冷却至室温,可得组成为n(H2SO4):
n(H2O)=1:
4的硫酸溶液
D.1000℃分解得到的固体产物为CuO
【答案】D
【分析】
n(CuSO4•5H2O)=
=0.02mol,CuSO4•5H2O完全失去结晶水时,所得CuSO4的质量为0.02mol×160g/mol=3.20g,由图中可知,刚好位于温度在258~650℃之间,说明在此之前,胆矾受热分解,只失去结晶水;650~1000℃之间,固体质量为1.60g,其中Cu元素的质量为0.02mol×64g/mol=1.28g,则氧元素质量为1.60g-1.28g=0.32g,物质的量为
=0.02mol,此固体为CuO;1000℃之后,固体质量为1.44g,其中Cu元素质量为1.28g,则氧元素质量为1.44g-1.28g=0.16g,物质的量为
=0.01mol,此固体为Cu2O。
【详解】
A.113℃时,固体质量为3.56g,失去结晶水的质量为5.00g-3.56g=1.44g,物质的量为
=0.08mol,则失去结晶水的数目
=4,从而得出分解得到的固体产物为CuSO4•H2O,A正确;
B.由以上分析可知,温度低于650℃时的分解反应,只失去结晶水,CuSO4的组成未变,所以均不属于氧化还原反应,B正确;
C.650℃时的气态产物中,SO3与H2O的物质的量之比为0.02mol:
0.10mol=1:
5,所以冷却至室温,可得组成为n(H2SO4):
n(H2O)=1:
4的硫酸溶液,C正确;
D.由分析可知,1000℃分解得到的固体产物为Cu2O,D不正确;
故选D。
15.无机物X、Y、Z、M的相互转化关系如图所示(部分反应条件、部分反应中的H、O已略去)。
X、Y、Z均含有同一种元素。
下列说法正确的是
A.若X是氢氧化钠,则M不一定为CO2
B.若Y具有两性,则M的溶液只可能显碱性
C.若Z是导致酸雨的主要气体,则X一定是H2S
D.若M是用途最广的金属,加热蒸干Y的溶液一定能得到Y
【答案】A
【解析】
【详解】
A、若X是氢氧化钠,则M不一定为CO2,M为能形成多元酸的酸性氧化物,如:
SO2,故A正确;
B.若Y具有两性,则M的溶液可能显碱性,也可能显酸性,故B错误;
C.若Z是导致酸雨的主要气体,则X也可以是Na2SO3,Y为NaHSO3,Z为SO2,M为HCl,故C错误;
D.若M是用途最广的金属,Y为亚铁盐,因为亚铁离子水解,所以加热蒸干Y的溶液不能得到Y,故D错误;
故答案选A。
16.下列化合物中,不能通过化合反应制取的是
A.FeCl3B.H2SiO3C.Fe(OH)3D.FeCl2
【答案】B
【详解】
A.氯气具有强氧化性,氯气与变价金属反应生成最高价金属氯化物,铁与氯气反应生成氯化铁,反应的化学方程式为2Fe+3Cl2
2FeCl3,FeCl3可以由Fe与Cl2直接化合得到,故A错误;
B.二氧化硅不溶于水,二氧化硅和水不能发生化合反应生成H2SiO3,故B正确;
C.Fe(OH)2、O2、H2O反应产生Fe(OH)3,反应的化学方程式为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,能通过化合反应产生Fe(OH)3,故C错误;
D.Fe与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁,氯化亚铁可由化合反应生成,故D错误;
故选B。
17.一定量的锌与100mL18.5mol·L-1的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体甲33.6L(标准状况)。
将反应后的溶液稀释至1L,测得溶液的c(H+)=0.1mol·L-1。
下列叙述不正确的是()
A.反应中共消耗1.8molH2SO4B.气体甲中SO2与H2的体积比为4∶1
C.反应中共消耗97.5gZnD.反应中共转移3mol电子
【答案】B
【分析】
Zn和浓硫酸发生:
Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O,随着反应的进行,溶液浓度减小,
稀硫酸与Zn发生:
Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑,则生成的气体为SO2和的H2混合物,根据反应的有关方程式结合质量守恒定律列方程组计算。
【详解】
生成气体的物质的量为
=1.5mol,溶液剩余硫酸的物质的量为
×1L×0.1mol/L=0.05mol,
参加反应的n(H2SO4)=0.1L×18.5mol/L-0.05mol=1.8mol,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,
设反应生成xmolSO2,ymolH2,
Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O
x 2x x
Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑
y y y
x+y=1.5
2x+y=1.8
解之得x=0.3,y=1.2
所以反应会生成0.3mol的二氧化硫和1.2mol的氢气。
A.由以上计算可知,反应中共消耗1.8molH2SO4,故A正确;
B.气体A为SO2和H2的混合物,且V(SO2):
V(H2)=1:
4,故B错误;
C.反应中共消耗金属Zn的质量m(Zn)=(0.3mol+1.2mol)×65g/mol=97.5g,故C正确;
D.在反应Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O中,生成0.3mol的二氧化硫转移电子为0.6mol,反应Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑中,生成1.2mol氢气转移电子2.4mol,所以反应中共转移3mol电子,故D正确。
故选B。
【点睛】
本题考查方程式的相关计算,侧重于学生的分析、计算能力的考查,注意浓硫酸和稀硫酸性质的不同,从质量守恒的角度解答该题,计算生成气体的物质的量关系是解答该题的关键。
18.对于1LHNO3和H2SO4的混合溶液,若HNO3和H2SO4物质的量浓度存在如下关系:
c(H2SO4)+c(HNO3)═1.0mol•L﹣1.则理论上最多能溶解铜的物质的量为( )
A.1.0molB.0.8molC.0.72molD.0.6mol
【答案】D
【详解】
金属铜和稀硫酸之间不会反应,但是可以和稀硝酸之间反应,硫酸存在条件下硝酸根可以全部被还原,反应离子方程式:
3Cu+2NO3﹣+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,NO3﹣和H+的物质的量之比为1:
4时恰好反应,溶解的Cu最多。
设硫酸的物质的量为xmol,硝酸的物质的量为ymol,则:
x+y=1,y:
(2x+y)=1:
4,联立解得:
x=0.6,y=0.4。
设参加反应的铜的最大物质的量是z,则:
3Cu+2NO3﹣+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O
32
z0.4mol
3:
2=z:
0.4mol
解得:
z=0.6mol
故选:
D。
19.如图装置可以达到实验目的的是
选项
实验目的
X中试剂
Y中试剂
A
用MnO2和浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2
饱和食盐水
浓硫酸
B
用Na2SO3与浓盐酸制取并收集纯净干燥的SO2
饱和Na2SO3溶液
浓硫酸
C
用Zn和稀盐酸制取并收集纯净干燥的H2
NaOH溶液
浓硫酸
D
CaCO3和稀盐酸制取并收集纯净干燥的CO2
饱和NaHCO3溶液
浓硫酸
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【分析】
X之前的装置为发生装置,而集气瓶不能进行加热;X和Y装置为除杂装置,Y之后的装置为气体的收集装置,其中导管长进短出,为向上排空气法收集气体。
【详解】
A.用MnO2和浓盐酸制取Cl2需要加